In the ADITYA Upgrade tokamak, glow discharge wall conditioning (GDC) is performed regularly during the high-temperature plasma operation cycle using hydrogen (H) and helium (He) gases. H GDC is carried out after long durations (few hours) of plasma operations on every plasma operation day in automatic mode to control oxygen (O) and carbon (C) containing impurities. This leads to high retention of H gas on graphite limiter plates and stainless steel (SS) vessel walls. Subsequently, the high outgassing of H requires a prolonged pumping time and high H recycling during plasma discharges affects the plasma performance in respect to H fueling control of the plasma. To overcome the above-mentioned issues with continuous H GDC for longer durations, a new approach involving pulsed glow discharge wall conditioning (P-GDC) has been introduced in the ADITYA-U tokamak to reduce the residual H and He concentration in SS vessel walls and graphite limiter plates. To facilitate the fast initiation of a discharge in the case of P-GDC, a source of free electrons from a hot filament has been introduced in the vessel. A fast feedback controlled pulsed-gas-fueling system has been developed to initiate a glow discharge in each gas-feed pulse at various operating pressures from 1 × 10−4 Torr to 10−3 Torr in the presence of an applied DC voltage. The different P-GDC experiments have been carried out with H, He and argon as the working gases and the results are compared with traditional continuous GDC. The P-GDC experiments have been optimized to provide beneficial wall conditioning for plasma operations. In this paper, the design, development and operation of P-GDC has been described along with the preliminary studies of its effect on the measured impurity line radiation during a plasma discharge.
ADITYA-Uトカマクでは、高温プラズマ運転サイクル中に、水素（H）およびヘリウム（He）ガスを用いたグロー放電壁調整（GDC）が定期的に実施されている。H-GDCは、酸素（O）および炭素（C）含有不純物を制御するため、各プラズマ運転日の長時間（数時間）の運転後に自動モードで実施される。これにより、グラファイトリミッター板およびステンレス鋼（SS）真空容器壁へのHガスの高い残留が生じる。その後、高いH放出のため排気時間の延長が必要となり、またプラズマ放電中の高いHリサイクリングが、プラズマのHフューエリング制御に関してプラズマ性能に影響を及ぼす。上述の連続GDCに関する問題を克服するため、ADITYA-Uトカマクでは、SS真空容器壁およびグラファイトリミッター板における残留HおよびHe濃度を低減する新たなアプローチとして、パルスグロー放電壁調整（P-GDC）が導入された。P-GDCにおける放電の迅速な開始を容易にするため、ホットフィラメントからの自由電子源が真空容器内に設置された。また、印加直流電圧下において、1×10⁻⁴ Torrから10⁻³ Torrの様々な動作圧力で各ガス供給パルスにおけるグロー放電を開始するため、高速フィードバック制御によるパルスガス供給システムが開発された。異なるP-GDC実験は、H、Heおよびアルゴンを作動ガスとして実施され、その結果は従来の連続GDCと比較された。P-GDC実験は、プラズマ運転に有益な壁調整を提供するよう最適化された。本論文では、P-GDCの設計、開発および運転について、プラズマ放電中の測定された不純物線放射に対するその効果の予備的研究とともに述べる。